Post on 28-Dec-2021
15101114 7
BAB II
DASAR TEORI
2.1 MOBILE AD-HOC NETWORK (MANET)
Mobile ad hoc network (MANET) adalah sebuah jaringan yang terdiri
dari gabungan perangkat bergerak (mobile) tanpa infrastruktur, sehingga
membentuk jaringan yang bersifat sementara. Tiap perangkat pada
MANET dapat saling berkomunikasi melalui gelombang radio, kemudian
tiap perangkat tersebut dinamakan node. Oleh karena itu, MANET
memiliki kemampuan untuk mengkonfigurasikan jaringan secara
mandiri.[6] Beberapa contoh ad-hoc node yaitu laptop, tablet,
smartphone, dan sebagainya yang dapat saling berkomunikasi secara
langsung satu sama lain.
Gambar 2.1 Mobile ad-hoc network
Gambar 2.1 merupakan gambar jaringan mobile ad-hoc yang terdiri
dari node yang mampu bergerak. Kumpulan node pada MANET bergerak
secara acak dan berubah untuk melakukan komunikasi sehingga topologi
jaringan ini dapat berubah dengan cepat dan tidak dapat diperkirakan.
Node-node yang ada pada jaringan ini dapat berfungsi juga sebagai router
yang mampu untuk meneruskan pesan yang akan dikirimkan ke penerima.
Setiap node pada jaringan MANET harus mampu menentukan rute
terbaiknya untuk meneruskan paket informasi dan jika mengalami
kegagalan kirim karena ada gangguan rute, maka node memperbaiki rute
tersebut.
2.1.1 Network Interface Card (NIC)
Netwrok interface card (NIC) merupakan sebuah kartu yang
berfungsi sebagai jembatan dari komputer ke sebuah jaringan
8 15101114
komputer. Bentuk dan ukuran NIC sama seperti kartu kredit.
Namun ini mempunyai kemampuan dalam hal extended memory,
modem, konektivitas dengan peralatan external lain, dan
kemampuan dalam menyediakan koneksi wireless pada laptop.
Antena telah terintegrasi pada NIC, yaitu pada bagian
menonjolkeluar saat dipasang pada slotnya. Pada bagian ini
terdapat antena dengan polarambat omnidirectional RF dengan
performansi yang sangat baik. Jaringan MANET berkomunikasi
dengan dengan memanfaatkan NIC.[7] 2.1.2 Karakteristik Jaringan Ad-hoc[8]
Seperti yang telah diketahui bahwa node-node yang ada
pada jaringan MANET tidak hanya berperan sebagai node
pengirim dan penerima saja, tetapi juga berfungsi sebagai router
yang mampu menentukan rute untuk pengiriman data. Beberapa
karakteristik MANET diantaranya :
a) Multiple wireless link: setiap node memiliki mobility yang
mampu berhubungan dengan node lainnya
b) Dynamic topology: karena node yang bersifat mobile, maka
topologi jaringan juga berubah-ubah sesuai dengan keluar
masuknya node pada jaringan
c) Limited resource: jaringan MANET memiliki daya dan
kapasitas memori yang terbatas
d) Keamanan yang terbatas: karena menggunakan gelombang
radio untuk mentrasmisikan pesan, keamanan MANET kurang
terjamin.
2.1.3 Protokol Routing Pada MANET
Gambar 2.2 Bagan Protokol Routing Pada MANET
15101114 9
Routing merupakan suatu mekanisme penentuan jalur
komunikasi yang menghubungkan dari node pengirim ke node
penerima. Routing bekerja pada layer ketiga OSI (layer Network).
Untuk melakukan pengiriman data (informasi) tersebut, maka
protokol routing akan bertugas untuk menentukan jalur yang akan
digunakan untuk mengirimkan data sampai tiba di tempat
penerima. [9] Terdapat tiga jenis protokol routing pada MANET,
yaitu protokol proaktif, protokol reaktif dan protokol hybrid yang
dapat dilihat perbedaannya pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Jenis Routing Pada MANET
Jenis Routing Pada MANET
Proactive routing Reactive Routing Hybrid Routing
Bertugas untuk
meng-udpate tabel
routing secara
berkala.[9]
Protokol routing
reaktif disebut on-
demand routing
protocol sehingga
protokol routing ini
akan memilih jalur
maupun melakukan
update jalur hanya
ketika terdapat rute
baru atau ketika
suatu rute
terputus.[4]
Protokol routing
hybrid
dikembangkan
dengan pemikiran
untuk
menggabungkan
kelebihan dari
protokol routing
reaktif dan proaktif
sehingga didapatkan
sebuah protokol
routing yang paling
efektif[8]
Contoh protokol
routing jenis ini
adalah Optimized
Link State Routing
(OLSR), Better
Approach To
Mobile Ad-hoc
Network
(B.A.T.M.A.N), dan
Destination-
Sequenced Distance
Vector (DSDV)
Contoh protokol
routing jenis ini
adalah Ad-Hoc On
Demand Distance
Vector (AODV),
Dynamic Source
Routing (DSR),
Cluster head
Gateway Switch
Routing (CGSR)
Contoh protokol
routing jenis ini
adalah Zone Routing
Protocol (ZRP).
2.2 PROTOKOL STACK MANET
Protokol stack dapat diartikan sebagai sekumpulan lapisan layer
pada jaringan komputer yang membentuk sebuah tumpukan atau stack.
Setiap layer pada sebuah tumpukan dapat memuat satu atau beberapa buah
10 15101114
protokol dengan fungsi masing-masing yang dapat berkomunkasi dengan
layer dibawahnya dan memberikan layanan pada layer yang berada di
atasnya. Terdapat 5 layer pada protokol stack MANET dimana di layer
network terdapat ad hoc rouitng. Gambar 2.3 merupakan protokol stack
pada MANET.[9]
NETWORK
Gambar 2.3 Protokol Stack MANET
Layer application bertanggung jawab terhadap pertukaran
informasi yang tejadi serta sebagai penyedia jasa untuk aplikasi pengguna.
Layer transport bertangggng jawab membagi data menjadi segmen,
menjaga koneksi logika antar terminal serta sebagai penyedia error
handling. Layer network bertanggung jawab menentukan alamat jaringan,
menentukan rute yang dapat digunakan, serta menjaga antrian trafik data.
Pada layer network ini terabagi menjadi dua, karena node pada MANET
dapat dijadikan sebagai router, terdapat ad-hoc routing yang digunakan
untuk keperluan routing pada jaringan ad-hoc untuk rute paket. Layer
data link bertangggng jawab sebagai penyedia link untuk kemudian
diubah menjadi frame yang berhubungan dengan hardware untuk
kemudian diangkut melalui media, layer ini juga mengatur komunikasi
layer physical antara sistem koneksi dan error handling. Layer physical
bertanggung jawab atas proses konversi data menjadi bit untuk kemudian
di transfer, serta bertanggung jawab untuk menjaga koneksi fisik antar
sistem.[11]
APPLICATION
PHYSICAL
DATA LINK
AD HOC ROUTING
TRANSPORT
15101114 11
2.3 AD-HOC ON DEMAND DISTANCE VECTOR (AODV)
AODV merupakan protokol routing yang bersifat reaktif karena
protokol ini mulai bekerja saat ada permintaan dari source node untuk
mencari tahu jalur-jalur yang akan digunakan untuk mengirimkan pesan
ke node tujuan. AODV akan berusaha untuk menemukan jalur yang tidak
ada loop dan menemukan jalur terpendek untuk menuju node tujuan
sesuai tabel routing yang dibuat. [6]
2.3.1 Isi Tabel Routing
Setiap node di dalam jaringan dengan protokol AODV
mengandung informasi mengenai rute yang sedang dipergunakan
pada saat ini dengan menyimpan data-data sebagai berikut:[10]
1. IP Address berupa alamat IP node tujuan sehingga
memudahkan dalam melakukan routing
2. Destination Sequence Number berupa urutan nomor tujuan
untuk mencegah terjadinya routing loops yaitu suatu kondisi
di mana sebuah paket terus ditransmisikan dalam serangkaian
router tanpa pernah mencapai jaringan tujuan.
3. Hop Count berupa jumlah dari hop ke tujuan
4. Next Hop atau hop selanjutnya yang telah ditentukan untuk
meneruskan paket di dalam sebuah rute
5. Life Time yaitu waktu yang berlaku untuk sebuah route
6. Active Neighbor List yaitu tetangga aktif yang
menggunakan rute tertentu.
2.3.2 Cara Kerja Protokol Routing AODV
Gambar 2.4 Cara Kerja AODV
12 15101114
Gambar 2.4 merupakan gambar cara kerja AODV. Seperti
yang telah dijelaskan sebelumnya, AODV akan bekerja ketika ada
permintaan dari source node (node S) untuk menemukan rute
menuju destination node (node D) karena akan ada pengiriman
pesan. Untuk menemukan jalur yang terbaik bagi source node,
maka AODV akan melakukan Route discovery dengan
menyebarkan Route Request (RREQ) ke semua node yang
bersebelahan dengan source node. Bersama dengan pesan RREQ,
dikirimkan juga ID broadcast dan sequence number yang berfungsi
untuk menghindari pengiriman pesan yang sama ke suatu node.
Node tetangga tersebut akan mengirimkan RREQ ke node
tetangganya lagi hingga berakhir di node tujuan. Setelah RREQ
sampai ke node tujuan, maka node tujuan akan membalas pesan
RREQ dengan Route Reply (RREP). Jalur yang akan dipilih
tentunya rute dengan jarak terpendek dan cost yang lebih rendah
dibandingkan dengan jalur yang lainnya.[6]
Pesan berupa packet dikirim menggunakan pengalamatan IP.
Dalam pengalamatan IP, pesan tersebut ditambahkan header yang
berfungsi untuk menentukan alamat yang akan dituju. Setelah
sampai di penerima, IP header tersebut akan dipecah untuk
mengetahui isi pesan yang dikirim. Pesan yang disebar memiliki
waktu hidup (time to live) yang dibawa oleh header pada IP.
Selama rute terbentuk, setiap node dalam jaringan memantau
kondisi link di depannya untuk mengantisipasi adanya kerusakan.
Apabila sebuah rute mengalami kerusakan atau terputus, maka
node yang terhubung pada link tersebut akan memberitahukan ke
seluruh node bahwa rute tersebut rusak. Kemudian node yang
bersangkutan akan menyebarkan RERR ke seluruh node tetangga
hingga ke pengirim. RERR mengindikasikan bahwa penerima tidak
dapat dicapai melalui rute yang rusak. Oleh karena itu pengirim
harus menyebarkan RREQ secara ulang.
2.4 DYNAMIC SOURCE ROUTING (DSR)[2]
Protokol Dynamic Source Routing (DSR) adalah sebuah protokol
routing reaktif yang bekerja saat ada permintaan dari source suatu node
agar dapat mengirimkan pesan ke node tujuan.
Dalam melaksanakan tugasnya, DSR dapat menggunakan dua
mekanisme yang dapat digunakan untuk memastikan rute tetap terhubung,
yaitu route discovery dan route maintenance. Berbeda dengan AODV,
15101114 13
DSR memiliki cache memory yang dapat menyimpan semua informasi
routing yang ada di dalam jaringan. Hal ini dapat memudahkan DSR
untuk proses recovery jaringan jika terjadi perubahan topologi secara tiba-
tiba. Hal ini efisien dilakukan pada jaringan berkapasitas kecil (jumlah
node sekitar 2-29 node.
2.4.1 Isi Tabel Routing
Setiap node di dalam jaringan dengan protokol DSR
mengandung informasi mengenai rute yang sedang dipergunakan
pada saat ini dengan menyimpan data-data sebagai berikut :[10]
1. IP Address berupa alamat IP node tujuan sehingga
memudahkan dalam melakukan routing
2. Destination IP berupa node alamat tujuan
3. Source IP berupa alamat sumber karena DSR menggunakan
source routing.
2.4.2 Cara Kerja Protokol Routing DSR DSR mulai mencari rute dari source node ke node tujuan
dengan route discovery. Pada saat route recovery ini, DSR akan
menyebarkan pesan Route Request (RREQ) ke semua node
tetangga dari sourcenode. RREQ yang dikirimkan berisi alamat
pengirim dan tujuan pesan. Node-node yang menerima RREQ
kemudian akan meng-update informasi jalur menuju pengirim di
dalam cache route-nya, menambahkan alamatnya ke dalam paket
RREQ, lalu mengirimkannya ke node tetangganya, kecuali jika
node tersebut adalah node tujuan atau node yang memiliki
informasi jalur menuju node tujuan di dalam cache route-nya.
Setelah node tujuan menerima RREQ, kemudian node tersebut
akan mengirimkan pesan Route Reply (RREP) menuju source
node. RREP merupakan pesan yang menandakan bahwa jalur dari
source node menuju destination node telah ditemukan dan berisi
informasi rute lengkap ke node tujuan.
Gambar 2.5 merupakan route discovery routing DSR.
Operasi dari DSR Route Discovery adalah sebagai berikut, S
bertindak sebagai source, melakukan proses broadcast RREQ dan
node B, C dan D menerima RREQ karena node-node tersebut
berada dalam rentang transmisi. Setiap RREQ berisi informasi
identitas source, identitas tujuan dan sebuah unique request id.
RREQ juga berisi informasi dari node berikutnya dimana paket
telah melaluinya.
14 15101114
Gambar 2.5 Route Discovery DSR
Ketika node tujuan menerima RREQ, node tersebut akan
membangkitkan pesan RREP yang ditujukan kepada source
dengan menyertakan salinan dari informasi routing yang telah
ditemukan di dalam RREQ. Source kemudian menyimpan
informasi routing tersebut di dalam routing cache untuk
menyediakan paket data yang konsekuen ke tujuan. DSR
memungkinkan penggunaan link yang unidirectional atau
asimetris. Dalam kasus ini, node tujuan harus memanggil fungsi
route discovery untuk menemukan rute dari tujuan ke source untuk
meneruskan RREP. Link-link yang dipergunakan haruslah bersifat
bi-directional jika IEEE 802.11 digunakan untuk mengirim data.
Jika saat pengiriman pesan terjadi perubahan topologi
jaringan, maka DSR akan mencari rute lain yang tersedia pada
cache router/cache memory, tanpa harus melakukan route
discovery lagi. Cache router ini berisi semua routing yang tersedia
pada jaringan. Mekanisme maintenance hanya dilakukan jika di
dalam jaringan terjadi perubahan topologi pada saat source node
sedang mengirimkan pesan ke node tujuan. Jika hal ini terjadi,
maka node akan mengirimkan pesan Route Error (RERR). Untuk
mengirimkan pesan, source node akan mencari jalur alternatif
dengan menggunakan jalur yang ada pada cache router. Oleh
karena itu, tabel routing yang tersimpan pada cache router akan di-
update secara berkala. Jika keruskakan rute tidak dapat diatasi
dengan bantuan cache route, maka akan diakukan route discovery
untuk menemukan jalur terbaru dari source node menuju node
tujuan.[11] Source routing berarti bahwa setiap paket harus
membawa secara lengkap informasi menegenai jalur yang akan
B
S
C
E F D
A
15101114 15
ditempuh oleh paket tersebut. Keputusan mengenai pengelolaan
rute kemudian dibuat di node sumber. Keuntungan dari pendekatan
ini adalah sangat mudah untuk menghindari terjadinya routing
loop. Sedangkan kelemahannya adalah setiap paket memerlukan
biaya yang sedikit lebih tinggi.[1]
2.5 LAYANAN
2.5.1. Video Conference
Video Conference adalah salah satu aplikasi multimedia
yang memungkinkan komunikasi data, suara, dan gambar yang
bersifat duplex serta real time.[12] Seperti namanya, bentuk dari
aplikasi ini adalah percakapan melalui video dan audio antar
pengguna secara langsung dan diharapkan dapat menggantikan
fungsi tatap muka secara langsung.
Video Conference point-to-point merupakan metode
sederhana yang menggunakan dua buah komputer untuk saling
terhubung menggunakan single IP address. Beberapa teknologi
diantaranya merupakan perangkat keras (hardware) dan
teknologi lainnya berupa perangkat lunak (software) yang
mendukung.[13]
Pada video streaming bandwith yang dibutuhkan 384 Kbps.
Tetapi, dengan bandwidth sebesar 384 Kbps yang memiliki
kualitas yang sama dengan Video Cassete Recorder (VCR) jika
dengan 15 frame per detik maupun 10 frame per detik masih
dianggap memenuhi syarat untuk aplikasi Video Conference.
Perangkat Video Conference adalah perangkat teknologi
telekomunikasi interaktif yang memungkinkan dua pihak atau
lebih di lokasi berbeda dapat berinteraksi melalui pengiriman dua
arah audio dan video secara bersamaan, serta salah satu pihak
dapat melakukan presentasi dan dapat dilihat oleh masing–
masing pihak, begitupun sebaliknya.[13]
2.5.2. File Transfer Protocol (FTP)
FTP merupakan salah satu protokol internet yang pertama
dikembangkan dan masih digunakan sampai saat ini untuk
melakukan pengunduhan (download) dan penggugahan (upload)
berkas-berkas komputer antara klien FTP dan server FTP.[14]
FTP bekerja pada protokol Transmission Control Protocol
(TCP).
16 15101114
FTP server adalah suatu server yang menjalankan software
yang berfungsi untuk memberikan layanan tukar menukar file
dimana server tersebut selalu siap memberikan layanan FTP
apabila mendapat permintaan dari FTP client.[15]
FTP client adalah komputer yang meminta koneksi ke FTP
server untuk tujuan tukar menukar file. Setelah terhubung dengan
FTP server, maka client dapat menngunduh, mengunggah, me-
rename, men-delete, dll sesuai dengan permission yang diberikan
oleh FTP server.
Layanan FTP menggunakan seluruh bandwith yang ada,
artinya penggunaan bandwidth tidak terbatas, semakin besar
bandwidth yang dimiliki, semakin cepat proses transfer data.[16]
2.6 PARAMETER PERFORMANSI JARINGAN
Paremeter performansi jaringan menggambarkan kemampuan
suatu jaringan untuk menyediakan layanan yang baik dengan
menyediakan bandwith, mengatasi jitter dan delay.[17] Parameter
performansi jaringan yaitu latency, jitter, packet loss, throughput dan echo
cancellation. Paramter performansi jaringan atau kualitas layanan ini
merupakan aspek penting dalam sebuah jaringan.
Terdapat 4 (empat) parameter performansi jaringan yang
menentukan kualitas MANET pada penelitian ini, yaitu:
2.6.1. Latency
Latency atau delay didefinisikan sebagai waktu rata-rata
tempuh paket yang dikirim dari alamat pengirim ke alamat
penerima.[18] Semakin rendah nilai latency yang terjadi pada suatu
jaringan maka semakin baik jaringan tersebut.
Tabel 2.2 merupakan tabel parameter latency yang
direkomendasikan oleh TIPHON. TIPHON merekomendasikan
latency tidak lebih besar dari 150 ms untuk berbagai aplikasi,
dengan batas 450 ms untuk komunikasi suara yang masih dapat
diterima.
Tabel 2.2 Paramter Latency[19]
Kategori
Latensi
Besar Latency Indeks
Sangat Bagus <150 ms 4
Bagus 150 ms s/d 300 ms 3
Sedang 300 ms s/d 450 ms 2
Jelek >450 ms 1
15101114 17
2.6.2. Throughput
Throughput adalah kecepatan transfer data efektif yang
merupakan jumlah total kedatangan paket data yang sukses diamati
pada tujuan selama interval waktu tertentu dibagi dengan durasi
interval waktu pengamatan. Throughput diukur dalam satuan bit
per second (bps). [20]
2.6.3. Jitter
Jitter merupakan variasi dari delay atau selisih antara delay
pertama dengan delay selanjutnya. Variasi waktu dapat disebabkan
oleh terjadinya congestion (tumbukan antar paket), kurangnya
kapasitas jaringan, variasi ukuran paket, serta ketidakurutan
paket.[21]
Nilai jitter diklasifikasikan berdasarkan versi TIPHON dapat
dilihat pada tabel 2.3.
Tabel 2.3 Klasifikasi jitter[19]
Kategori Jitter Jitter
Sangat Bagus 0 - < 75 ms
Bagus 75 - < 125 ms
Sedang 125 - < 225 ms
Jelek ≥ 225 ms
Semakin besar nilai jitter akan mengakibatkan nilai
perfomansi semakin menurun. Agar nilai QoS jaringan berada pada
kondisi baik, maka nilai jitter harus berada pada nilai yang sekecil
mungkin.
2.6.4. Packet Loss
Packet Loss adalah parameter yang menunjukkan jumlah total
paket yang hilang. Faktor yang mempengaruhi terjadinya packet
loss yaitu terjadi karena collision (data saling bertabrakan) dan
congestion (kemacetan) pada jaringan. [22]
Nilai packet loss dapat dicari dengan menggunakan
persamaan perhitungan (1): [23]
..................... (1)
Nilai packet loss diklasifikasikan berdasarkan versi
TIPHON dilihat pada tabel 2.4:
18 15101114
Tabel 2.4 Klasifikasi packet loss[23]
Kategori Packet Packet Loss
Sangat Bagus 0% - < 3%
Bagus 3% - < 15%
Sedang 15 % - < 25%
Buruk ≥ 25 %
2.7 OPNET MODELER 14.5
Optimized Network Engineering Tool Modeler (OPNET Modeler)
adalah perangkat lunak simulator yang dapat digunakan untuk merancang
dan mempelajari jaringan komunikasi, perangkat komunikasi, protokol
dan aplikasi yang digunakan.[24] OPNET Modeler digunakan perusahaan
perlengkapan jaringan terbesar di dunia untuk meningkatkan desain dari
network devices, seperti VoIP, TCP, OSPFv3, MPLS, IPv6, dan lain-lain.
OPNET menyediakan antarmuka grafis editor untuk membangun berbagai
model jaringan, mulai dari lapisan fisik modulator hingga proses aplikasi.
Editor bertugas untuk menangani informasi model yang dibutuhkan agar
sama dengan struktur sistem jaringan yang sesungguhnya.[25]
Gambar 2.6 Tampilan Awal OPNET Modeler 14.5
Project Editor merupakan area utama pada OPNET Modeler yang
digunakan untuk membuat suatu simulasi jaringan. Pada area ini
pengguna dapat merancang model jaringan dengan memasukkan item-
item tertentu yang tersimpan dalam library, kemudian menjalankan hasil
15101114 19
simulasi dan mengamati hasil simulasi yang telah dibuat. Gambar 2.7
merupakan tampilan project editor.
Gambar 2.7 Tampilan Project Editor